一种面向SCADE的自动化脚本生成方法与流程

本发明涉及自动化脚本技术领域，特别是涉及一种面向scade的自动化脚本生成方法。

背景技术：

车载子系统由于其要求的高度实时性和安全性，因此必须在嵌入式的操作系统环境中运行。目前，很多安全的嵌入式软件都采用了scade作为开发环境。在scade中提供了simulation功能，该功能可以自动化执行测试人员设计的脚本，并且是在图形化建模的环境中，因此测试人员可以看到每一步的输出结果，测试结果非常清晰。

在利用scade建模的嵌入式软件中，可以根据建模之后的输入接口设计输入脚本。但是脚本设计过程中，如果纯粹靠手工设计，工作量非常大。这是因为，由于实时性的要求，往往嵌入式软件周期都在毫秒级，为了测试一个功能，有时候脚本会达到成千上万的周期数，并且每一个周期所要求的输入数据都是在动态变化的。

为此，如何实现脚本的自动化，是本领域技术人员致力于解决的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种面向scade的自动化脚本生成方法，以有效减少测试人员的大量重复性工作，避免手工设计脚本，提高工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种面向scade的自动化脚本生成方法，其特征在于，该方法由以下3个步骤组成：

步骤1：模拟系统数据

从数据库获得区域控制器、中央控制器的信息，在模拟区域控制器数据时，必须根据真实通信周期来动态生成数据；

步骤2：模拟途径站场设备数据

对站场图进行仿真，根据列车在轨道上的动态运动，获得列车途经的轨道数据；

步骤3：模拟列车数据

建立单质点列车模型，对列车进行仿真，从而获得列车的状态信息。

优选地，所述步骤2具体包括以下子步骤：

步骤2.1：站场图仿真

根据配置文件绘制出站场图，以站场图拓扑结构的点指代道岔、边指代轨道，先绘制道岔，再绘制轨道、信号机、应答器、站台；

步骤2.2：获得列车途径站场设备数据

当列车在启动之后、经过应答器时，提取该应答器对应的报文信息，并进行十六进制到ascii码的转换，得到应答器数据；当列车启动后、在途经的站台时，在脚本中进行记录，得到站台数据。

优选地，所述步骤3具体包括以下子步骤：

步骤3.1：建立单质点列车模型

列车所受外力主要有：列车自身的重力mg、线路对列车的支持力n、列车牵引力f、列车制动力b、列车基本阻力w0、列车附加阻力wj，其中后四种力影响列车运行状态，也就是它们的合力决定列车的运行状态，即列车所受的合力为

c＝f-b-w0-wj；

步骤3.2：获得列车状态信息

获得列车的加速度、波特率、单位车轮输出脉冲数。

优选地，所述步骤3具体包括以下子步骤：

步骤3.1：建立单质点列车模型

列车所受外力主要有：列车自身的重力mg、线路对列车的支持力n、列车牵引力f、列车制动力b、列车基本阻力w0、列车附加阻力wi，其中后四种力影响列车运行状态，也就是它们的合力决定列车的运行状态，即列车所受的合力为

c＝f-b-w0-wi；

步骤3.2：获得列车状态信息

获得列车的加速度、波特率、单位车轮输出脉冲数。

优选地，所述步骤3.2中，列车的加速度是给予列车的实时加速度，根据牛顿第二运动定律得到：

c＝ma

其中，c为列车所受的合力，m为列车的质量，a为列车的加速度。

优选地，所述步骤3.2中，列车的波特率由下式计算得出：

其中，d1指代列车的轮径，n指代列车的车轮按周长分为多少部分，vs(t)则指代列车当前的实时速度，tt即为列车的波特率。

优选地，所述步骤3.2中，列车的单位车轮输出脉冲数由下式计算得出：

其中，d1指代列车的轮径，n指代列车的车轮按周长分为多少部分，vs(t)则指代列车当前的实时速度，vs(t-1)则指代列车上一时刻的速度，a指代列车的实时加速度，mt即为单位车轮输出脉冲数。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：本发明将脚本的编制由传统的人工设计转变为自动化生成，能够有效的减少测试人员的大量重复性工作，避免手工设计脚本，提高了工作效率；不仅保证了脚本的生成周期设定在毫秒级，同时满足每周期输入数据的动态变化需求。

附图说明

图1为本实施例提供的面向scade的自动化脚本生成方法流程图；

图2为根据配置文件绘制出站场图的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实施例提供了一种面向scade的自动化脚本生成工具，包括以下部分：模拟系统数据，定时器分时读取，从系统数据库获得区域控制器(zc)、中央控制器(ats)数据；模拟途径站场设备数据，读取站场图配置文件，结合站场图的拓扑结构设定生成站场图，之后得到列车在轨道的运行过程途径应答器、站台；模拟列车数据，对列车进行单质点建模，由列车的实时运行，从而得到列车的实时加速度、波特率、单位车轮输出脉冲数。

本发明面向scade的自动化脚本生成方法的具体步骤包括：

步骤1：模拟系统数据

从数据库获得区域控制器(zc)、中央控制器(ats)的信息，在模拟区域控制器数据时，必须根据真实通信周期来动态生成数据。例如车载子系统周期为200ms，而其与区域控制器通信周期为1000ms，那么脚本工具就需要每五个周期更新一次区域控制器数据。同样的，对于中央控制器也需要根据通信周期和子系统周期的比例关系更新控制数据。例如车载子系统周期为200ms，而其与中央控制器通信周期为200ms，则脚本工具就需要每一个周期进行更新一次中央控制器数据的数据。

步骤2：模拟途径站场设备数据

2.1站场图仿真，如图2所示，即根据配置文件绘制出站场图。在站场图的坐标体系中，要最先确定道岔坐标。因为道岔构成了其的基本框架，对应于站场图拓扑结构中的节点。当拓扑顶点度数为3，即该点为道岔，是以构造拓扑图的邻接矩阵。如果两个道岔的斜股在同一斜边上，则为双动道岔，反之为单动道岔。轨道对应于站场图拓扑结构的边，是由两个离散的道岔连接，通过道岔y坐标确定所连接轨道的y坐标，通过道岔与轨道间的位置偏移量确定轨道的x坐标。之后绘制信号机、应答器、站台依照这些设备与轨道分别在x坐标和y坐标的偏移量确定。

2.2获得列车途径站场设备数据。当列车在启动之后，经过应答器时，通过站场图的拓扑结构，来获得当前轨道区段id，查找当前轨道区段id所包含的应答器，之后通过列车在轨道区段行驶距离就可以确定当前所在应答器id。对应后台需要记录其经过的应答器型号，通过对应答器字典中的应答器信息进行遍历，找到匹配应答器，之后提取该应答器对应的报文信息，并进行十六进制到ascii码的转换，就得到应答器信息。当列车启动后，在途经的站台时，通过站场图的拓扑结构，来获得当前轨道区段id，查找当前轨道区段id所包含的站台，之后通过列车在轨道区段行驶距离就可以确定当前所在站台id，通过对站台字典中的站台信息进行遍历，找到匹配站台，就得到站台数据。

步骤3：模拟列车数据

3.1建立的是单质点列车模型，也就是将列车看作是没有几何尺寸的质点，在分析列车的受力时，所有的力都是作用在质点上，而不考虑列车内部车辆之间的受力情况。列车所受外力主要有：列车自身的重力mg、线路对列车的支持力n、牵引力f、制动力b、列车基本阻力w0、列车附加阻力wj，其中后四种力影响列车运行状态，也就是它们的合力决定列车的运行状态。列车所受的合力c为：

c＝f-b-w0-wj(3.1)

式中，f为列车牵引力；w0为列车基本阻力，wj为列车附加阻力；b为列车制动力。

如果列车运行在牵引情况下，则：

c＝f-w0-wj；

如果列车运行在制动情况下，则：

c＝-b-w0-wj；

如果列车运行在惰行情况下，则：

c＝-w0-wj。

根据牛顿第二运动定律：

c＝ma(3.2)

又因为加速度的计算公式为：

将式(3.2)、式(3.3)代入式(3.1)，得：

3.2获得列车状态信息过程，列车的加速度，是给予列车的实时加速度，可以根据牛顿第二运动定律

c＝ma

得到；其中，c为列车所受的合力，m为列车的质量，a为列车的加速度。

列车的波特率，可有公式：

计算得出，其中d1指代列车的轮径，此处不考虑车轮在使用过程中磨损的情况，n指代列车的车轮按周长分为多少部分，vs(t)则指代列车当前的实时速度，tt即为波特率值；

单位车轮输出脉冲数，可有公式：

计算得出，其中d1指代列车的轮径，此处不考虑车轮在使用过程中磨损的情况，n指代列车的车轮按周长分为多少部分，vs(t)则指代列车当前的实时速度，vs(t-1)则指代列车上一时刻的速度，a指代列车的实时加速度，mt即为单位车轮输出脉冲数。

当列车的加速度为零时，规定此时波特率统一为16777215，而此时的单位车轮输出脉冲数也为零。当列车的加速度不为零时，例如，某时，列车加速度为81mm/s²，则此时的波特率和单位车轮输出脉冲数可通过上述公式得到，其中波特率为2881046，单位车轮输出脉冲数为15。

通过以上过程，可以很好地理解本方案的设计思路，并最终能够成功设计脚本。不难发现，本发明将脚本的编制由传统的人工设计转变为自动化生成，减少了测试人员的大量重复性工作，并有效满足了自动化脚本工具的开发初衷。本发明中的脚本设计，不仅保证了脚本的生成周期设定在毫秒级，同时满足每周期输入数据的动态变化需求。